Energie
Energiekonzept
Bei unserem Projekt „Biosphäres Wohnen“
wollen wir ein möglichst klimaneutrales Gebäude errichten und so viele Medien
wie möglich selbst erzeugen. Durch die großen Gärten als Temperaturteiler und
die kompakte Bauweise ist ein Passivhauskonzept realisierbar. Um dieses zu
erreichen haben wir folgendes Konzept entwickelt. Dieses beschränkt sich auf
den Wohnbereich, d.h. ab der Bodenplatte des zweiten Obergeschosses aufwärts.
Die Passage und der Bürobereich werden bei der energetischen Betrachtung außer
Acht gelassen.
Passivhaus Nachweis
Die Berechnungen zum Nachweis des Passivhausstandards erfolgt mithilfe der Excel-Tabelle des Passivhaus-Projektierungspakets des Passivhausinstituts Darmstadt (Stand 2007).
Wir haben uns bei der Berechnung für das Monatsverfahren entschieden, um möglichst genaue Ergebnisse zu erhalten, obwohl das Jahresverfahren bessere Werte liefert. Bei den Berechnungen wurden nur die Wohneinheiten ohne den Gewerbebereich der unteren Stockwerke betrachtet.
Die solaren Gewinne der Gärten konnten leider nicht berücksichtigt werden, weil dieses Berechnungsverfahren den Rahmen dieser Masterarbeit gesprengt hätte. Dennoch ist es uns gelungen, den Passivhausstandard nachzuweisen.
Diagramm zum solaren Deckungsgrad Warmwasser
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Diagramm zum Heizwärmebebarf
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Die Berechnungen zeigen, dass bei diesem Konzept ein Passivhausstandard möglich und sinnvoll ist. Das verdeutlicht, dass das vertikale Stapeln von Gärten nicht nur städtebauliche Vorteile bietet, indem es privates Grün in hochverdichteten Bereichen ermöglicht, sondern auch energiesparende Konzepte zulässt. Das gute A/V-Verhältnis und die vorgelagerten Gärten sorgen für einen sehr niedrigen Wärmebedarf. Dabei sind eventuelle solare Gewinne aus den Gärten bei der Berechnung nicht berücksichtigt.
Es ist uns auch gelungen einen Teil der benötigten Medien selbst herzustellen. So können durch die Solarthermie im Jahresdurschnitt über 70 % des Warmwassers solar erzeugt werden. Beim Strombedarf kann mithilfe der Photovoltaik sogar über 90 % des Eigenbedarfs vor Ort selbst hergestellt werden. Zusätzlich können über die Regenwasseranlage über 1.600 m³ Trinkwasser für WC-Spülung und Gartenbewässerung eingespart werden. Dies alles benötigt dafür lediglich Sonne und Regen - wie bei einer Pflanze - und spiegelt damit das ökologische Gesamtkonzept dieses Entwurfs wieder.
Durch die Passivhausprojektierung konnte der Heizbedarf deutlich reduziert werden, sodass der Entwurf mit einem deutlich geringeren Bedarf an Medien betrieben werden kann als ein vergleichbares Gebäude konventioneller Bauart. Dieses Energiekonzept umfasst im Einzelnen folgende Aspekte.
Es ist uns auch gelungen einen Teil der benötigten Medien selbst herzustellen. So können durch die Solarthermie im Jahresdurschnitt über 70 % des Warmwassers solar erzeugt werden. Beim Strombedarf kann mithilfe der Photovoltaik sogar über 90 % des Eigenbedarfs vor Ort selbst hergestellt werden. Zusätzlich können über die Regenwasseranlage über 1.600 m³ Trinkwasser für WC-Spülung und Gartenbewässerung eingespart werden. Dies alles benötigt dafür lediglich Sonne und Regen - wie bei einer Pflanze - und spiegelt damit das ökologische Gesamtkonzept dieses Entwurfs wieder.
Durch die Passivhausprojektierung konnte der Heizbedarf deutlich reduziert werden, sodass der Entwurf mit einem deutlich geringeren Bedarf an Medien betrieben werden kann als ein vergleichbares Gebäude konventioneller Bauart. Dieses Energiekonzept umfasst im Einzelnen folgende Aspekte.
Belüftung
Lüftungskonzept im Sommer Lüftungskonzept im Winter
Zur Belüftung der Wohneinheiten wird die Luft mechanisch aus dem Garten angesaugt. Dadurch können die solaren Gewinne des Gartens in die Wohnung gelangen. Die Abluft wird dann über den Kern abgeführt. Um die Wärmeverluste zu minimieren wird jede Wohneinheit mit einem kleinen dezentralen Wärmetauscher bestückt. Bei diesem System ist viel Sorgfalt auf die Luftdichtigkeit des Bauwerks zu legen. Durch die mechanische Belüftung kann auf das Lüften im Winter verzichtet werden, was die Wärmeverluste deutlich reduziert. Dieses System findet auch bei Passivhäusern Anwendung.
Passive Solarnutzung
Die Gärten in unserem Entwurf bringen uns weitere energetische Vorteile, da die großzügigen Glasflächen viel Solarstrahlung auffangen. Besonders in der kalten Jahreszeit kann die flach einfallende Sonnenstrahlung aufgefangen werden und den Garten aufheizen.
Durch die hohe Speichermasse der annähernd ein Meter dicken Erdwanne der Gärten kann viel Wärme gespeichert werden. Über die Lüftungsanlage gelangen diese solaren Gewinne dann in den Wohnbereich.
Aus diesem Grund wird der Garten im Winter nicht zusätzlich beheizt. Durch die Verwendung von hochgedämmter Verglasung sollen die Gärten thermisch als Solarfalle funktionieren. Dadurch wird der Einsatz einer Heizanlage unnötig und Energie wird eingespart. Natürlich spielen dabei auch die Fenster im Wohnbereich eine wichtige Rolle. Da die Fenster fast raumhoch ausgebildet sind, kann die Sonne besonders im Winter tief in den Wohnbereich gelangen. Im Sommer wird durch außenliegende Jalousien ein Überhitzen des Wohnbereichs verhindert, ohne dabei die Aussicht zu versperren.
Durch die hohe Speichermasse der annähernd ein Meter dicken Erdwanne der Gärten kann viel Wärme gespeichert werden. Über die Lüftungsanlage gelangen diese solaren Gewinne dann in den Wohnbereich.
Aus diesem Grund wird der Garten im Winter nicht zusätzlich beheizt. Durch die Verwendung von hochgedämmter Verglasung sollen die Gärten thermisch als Solarfalle funktionieren. Dadurch wird der Einsatz einer Heizanlage unnötig und Energie wird eingespart. Natürlich spielen dabei auch die Fenster im Wohnbereich eine wichtige Rolle. Da die Fenster fast raumhoch ausgebildet sind, kann die Sonne besonders im Winter tief in den Wohnbereich gelangen. Im Sommer wird durch außenliegende Jalousien ein Überhitzen des Wohnbereichs verhindert, ohne dabei die Aussicht zu versperren.
Das A/V-Verhältnis
Das A/V-Verhältnis beschreibt das Verhältnis von Außenfläche zu Volumen. Als Hochhaus verfügt unser Projekt von vornherein über ein gutes A/V-Verhältnis. Durch unseren annähernd sechseckigen Baukörper der Wohneinheiten wird dieses weiter verbessert, da diese Form sich dem Ideal, dem Kreis, annähert.
Dadurch erhält das Gebäude ein A/V-Verhältnis von 0,27. Durch die vorgelagerten Gärten, die mehr als die Hälfte der Außenfläche einnehmen, verbessert sich dieses sogar auf 0,14.
Dadurch erhält das Gebäude ein A/V-Verhältnis von 0,27. Durch die vorgelagerten Gärten, die mehr als die Hälfte der Außenfläche einnehmen, verbessert sich dieses sogar auf 0,14.
Warmwasser
Das Erwärmen des Trinkwassers wollen wir
mit Hilfe der Solarthermie unterstützen. Wir haben dafür 230 m²
Vakuumröhrenkollektoren auf dem Dach vorgesehen. Um im Winter die maximale
Ausbeute zu erzielen und ein Überhitzen im Sommer zu verhindern, werden diese
Kollektoren mit einer Neigung von 60° nach Süden ausgerichtet. Wir können damit
im Jahresdurchschnitt über 70 % des Warmwasserbedarfs decken.
Regenwasser
Wir werden das anfallende Regenwasser
sammeln, um dadurch Trinkwasser einzusparen. Das gesammelte Regenwasser wird
ausschließlich zur Gartenbe-wässerung und zur WC-Spülung verwendet, um eine
aufwendige Aufbereitung zu vermeiden.
Durch die großen Dachflächen der intensiv begrünten Tiefgarage können wir über 1.600 m³ Trinkwasser jährlich durch Regenwasser ersetzen.
Durch die großen Dachflächen der intensiv begrünten Tiefgarage können wir über 1.600 m³ Trinkwasser jährlich durch Regenwasser ersetzen.
Strom
Zur Stromgewinnung
stehen uns im Süden, Südosten und Südwesten große Fassadenflächen zur
Verfügung. Diese wollen wir mit Photovoltaikelementen bestücken um Strom zu
gewinnen. Durch die Ausrichtung nach Südosten bzw. Südwesten können, trotz der
vertikalen Anordnung der Module, höhere Erträge erzielt werden als im Süden, da
die Sonne dort niedriger steht. Durch die über 1.350 m² Photovoltaikelemente in
der Fassade ist es möglich über 90 % des Strombedarfs der Wohneinheiten selbst
zu erzeugen.
Wärme
Den Warmwasserbedarf, den wir nicht über
die Solarthermie decken können, sowie den zusätzlichen Heizbedarf im Winter
werden wir mit Fernwärme gewährleisten. Dies ergibt Sinn, da wir die
Bürobereiche und die Passage ebenfalls mit Fernwärme heizen werden. Unser
Grundstück befindet sich im Anschlussbereich zweier Heizkraftwerke:
dem Heizkraftwerk Moabit sowie dem Heizkraftwerk Charlottenburg.
Der Primärenergiefaktor des Berliner Fernwärmenetzes wurde von dem Institut der Energietechnik der TU Dresden mit 0,567 ermittelt und zertifiziert. Das heißt, dass aus einer Kilowattstunde des Energieträgers fast zwei Kilowattstunden Strom und Wärme erzeugt werden können.
Zur Wärmeübertragung verwenden wir Kapillarmatten. Diese werden im Winter zum Heizen verwendet und könnten im Sommer auch zum Kühlen herangezogen werden, was bei diesem Projekt allerdings nicht notwendig ist. Diese werden in den Decken des Wohnbereichs verbaut.
dem Heizkraftwerk Moabit sowie dem Heizkraftwerk Charlottenburg.
Der Primärenergiefaktor des Berliner Fernwärmenetzes wurde von dem Institut der Energietechnik der TU Dresden mit 0,567 ermittelt und zertifiziert. Das heißt, dass aus einer Kilowattstunde des Energieträgers fast zwei Kilowattstunden Strom und Wärme erzeugt werden können.
Zur Wärmeübertragung verwenden wir Kapillarmatten. Diese werden im Winter zum Heizen verwendet und könnten im Sommer auch zum Kühlen herangezogen werden, was bei diesem Projekt allerdings nicht notwendig ist. Diese werden in den Decken des Wohnbereichs verbaut.
